В промышленном строительстве наиболее распространенными и материалоемкими конструкциями являются фундаменты под машины. Проектирование и расчет данных фундаментов отличается от расчета фундаментов для жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.
Воздействия от виброактивного оборудования, установленного на фундаменты, полы, перекрытия, передаются через опорные элементы на несущие и ограждающие конструкции (рис. 1).
Рис. 1. Распространение вибраций
Поэтому при расчете фундамента машин особое внимание должно уделяться определению интенсивности и частоты колебаний от динамических нагрузок.
В ходе проектирования таких фундаментов учитывают:
- прочность, устойчивость и выносливость фундамента;
- эксплуатация оборудования не должна быть нарушена осадками и деформациями, полученными от вибраций;
- вызванные работой колебания должны быть менее допустимой нормы, не вызывать вибрацию соседних зданий.
Расчет и конструирование фундаментов под оборудование зависит от типа машин, которые могут быть:
1. С периодическими нагрузками:
- машины с кривошипно-шатунным механизмом (поршневые двигатели, компрессоры, пилорамы);
- машины вращательного типа с установившимся движением (электрические машины, турбогенераторы);
2. С импульсными нагрузками:
- машины ударного действия (молоты ковочные, штамповочные копровые устройства);
- прочие машины с неустановившимся движением и неравномерным характером воздействия на фундаменты (прокатные станы, металлорежущие станки) [1].
Если инерционные силы движущихся частей машины уравновешены, то устройство и проектирование фундаментов не вызывает никаких затруднений. Однако, если инерционные силы неуравновешенны, сто наиболее часто можно встретить, то проектирование фундаментов усложняется и требует ряда мер, обусловленных особым воздействием нагрузки на основание [2].
По конструкции фундаменты под машины делятся на три вида – массивные, рамные и стенчатые [3].
Массивные фундаменты состоят из сплошных блоков или плит с выемками, шахтами и отверстиями, для крепления и установки частей машины (рис. 2).
Рис. 2. Фундамент в виде плиты
Рамные – жесткая многостоечная пространственная рама, заделанная стойками в опорную плиту или фундаментные ленты (рис. 3).
Рис. 3. Сборно-монолитный фундамент под турбоагрегат мощностью 100 МВт
Стенчатые фундаменты состоят из опорной нижней плиты, системы продольных и поперечных стен и верхней плиты, на которой располагается сама машина (рис. 4).
Рис. 4. Стенчатый массивный фундамент под мотогенератор (расположен на высоте 6,3 м, размеры в плане 4 х 7,9 м)
При проектировании фундаментов машин с динамическими нагрузками должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации этих фундаментов.